JP4010889B2 - 記録ヘッドおよび画像記録方法ならびに画像記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチチャンネルの記録ヘッドを用いて、記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度な画像記録を行うインターリーブ記録の技術分野に属し、詳しくは、インターリーブ記録において、記録ヘッドに故障チャンネルが生じた場合でも、生産性の低下等を生じることなく、通常と同様に画像記録を行うことができるマルチチャンネルの記録ヘッド、および、この記録ヘッドを用いる画像記録方法、ならびに、この画像記録方法を実施する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の光ビームで感光材料を露光するマルチチャンネル露光ヘッドや、インク液滴を吐出するノズルを複数配列してなるインクジェット記録ヘッドのように、複数の記録チャンネル（記録素子）を有するマルチチャンネルの記録ヘッドが、各種のプリンタに利用されている。
このようなマルチチャンネルの記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドとする）を用いた画像記録方法の１つとして、感光材料や受像紙等の記録媒体をドラムの側面に巻回して保持し、ドラムを回転（主走査）しつつ、記録ヘッドの記録チャンネルの配列方向とドラムの軸線方向とを一致させて、記録ヘッドを軸線方向に移動（副走査）することにより、記録材料を記録ヘッドによって二次元的に走査する、いわゆるドラムスキャナによる画像記録が知られている。
【０００３】
また、このような記録ヘッドを用いたドラムスキャナによる画像記録において、記録ヘッドの軸線方向への移動に応じて、隣り合わせる記録チャンネルとの間を埋めるように各記録チャンネルを駆動して画像を記録することにより、記録ヘッドの有する解像度（記録ヘッドの物理解像度）よりも高い解像度で画像記録を行う、インターリーブ（画像）記録が知られている。
【０００４】
マルチチャンネルの記録ヘッドによるインターリーブ記録の一例として、図６に示される記録方法が知られている。
図示例は、解像度が１５０ｅｐｉ（ejection per inch）で、４チャンネル（白丸）の記録ヘッドによって、６００ｄｐｉの画像記録を行う例である。この画像記録方法では、インターリーブ記録によって、４倍の画像記録を行うので、ドラムが一回転する毎に、記録ヘッドは、自身のチャンネルピッチの１／４ずつ、矢印で示す軸線（記録チャンネルの配列）方向に移動して、画像を記録する。
このような画像記録をドラム４回転、すなわち４回を行うと、各記録チャンネル間が３つの記録画素で埋められたようになり、すなわち、６００ｄｐｉの画像記録が行われる。
【０００５】
この記録方法では、既に記録した画素の下流（記録ヘッドの移動方向）側の記録を行うために、５回転目の記録を開始する前に、矢印ｍで示すように、最上流の記録チャンネルが、４回転目を終了した時点における最下流の記録チャンネルの記録位置から６００ｄｐｉ分だけ離れた位置となるまで、記録ヘッドを一気に動かす。次いで、同様に、ドラム４回転分の記録を行い、再度、同様に一気に記録ヘッドを動かし、記録を行うことを繰り返して、１５０ｅｐｉで４チャンネルの記録ヘッドによって、記録媒体の全面に６００ｄｐｉの画像を記録する。
【０００６】
しかしながら、このような記録方法（step−scan）では、インターリーブ記録による解像度の向上に応じた所定のドラム回転数毎に、大きく記録ヘッドを移動する必要があり、この際に画像記録ムラが生じ易いという問題点がある。
【０００７】
このような問題点を解決した、ドラムを回転しつつ、記録ヘッドを一定速度で連続的に移動しながら、いわゆるヘリカルスキャンによって記録媒体の全面に画像を記録するインターリーブ記録も知られている。この方法では、記録チャンネルのチャンネルピッチ（１pitch)に対するドラム一回転当たりの記録ヘッドの移動量の比をｐ、記録ヘッドの物理解像度に対する記録解像度の比をＮ、記録チャンネル数をＭ、任意の整数をＸとし、ＮおよびＭが整数で、かつ、下記の式（１）および（２）を満たすようにして画像記録を行う（後に詳述する）。
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２）
図７にその記録方法の一例を示す。
【０００８】
図７に示される例は、１５０ｅｐｉで５つの記録チャンネルを有する記録ヘッドによって、６００ｄｐｉの画像記録を行う例である。この例では、記録ヘッドを、ドラム１回転毎に記録チャンネルのピッチに対して１．２５の比で連続的に移動しつつ、各記録チャンネルによる画像を行う。
これにより、図７に示されるように、４回転目以降（３回転目の途中から）は、各記録チャンネル間を３つの記録画素で埋めるようにして、１５０ｅｐｉの記録ヘッドで６００ｄｐｉの画像記録を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような記録ヘッドを用いたインターリーブ記録では、故障チャンネル（不良チャンネル）が生じると、記録画像に線状の白抜けや、スジむらが生じて、適正画質の画像を記録することができなくなってしまう。
このような不都合を防止するために、各種の方法が提案されている。
【００１０】
その１つとして、記録ヘッドの各チャンネルを、予め奇数チャンネルと偶数チャンネルとに分け、故障チャンネルが生じた場合には、故障チャンネルを有さないグループの記録チャンネルを用いて画像を記録する方法が知られている。
しかしながら、この方法では、故障チャンネルが発生した後では、記録画像の解像度が半分になってしまい、また、故障チャンネル発生前と同じ解像度で画像を記録するためには、生産性が半分になってしまう。
【００１１】
別の方法として、故障チャンネルが発生した場合に、記録チャンネルの配列を故障チャンネルを挟む２つに分け、チャンネル数が多い方を用いて画像記録を行う方法が知られている。
この方法では、故障チャンネルの位置に応じて、記録ヘッドのチャンネル数が異なってしまうために、各ケースで生産性が違ってしまい、その上、画像データの割り振り等、画像処理が複雑になってしまい、システムのコストが高くなってしまう。
【００１２】
さらに、記録ヘッドを２つ持つ、あるいは、記録チャンネルと同様の予備チャンネルを持つ方法も知られているが、この方法では、記録ヘッドのコストが二倍近くになってしまう上に、予備ヘッドを配置する場所が必要、記録ヘッドのサイズが二倍になる等の不都合もあり、装置設計の自由度や装置の小型化等の点でも、大幅に不利になってしまう。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、マルチチャンネルの記録ヘッドを用いたドラムスキャナによる画像記録で、各記録チャンネル間を埋めるように画像記録を行うことにより、記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うインターリーブ記録を行うに際し、故障チャンネルが発生した際にも、短い休止期間で、かつ、低コストの対応で、生産性および解像度を共に低下させることなく画像記録を行うことができ、また、故障チャンネルによる歩留り低下を防止できるマルチチャンネルの記録ヘッド、および、この記録ヘッドを用いる画像記録方法、ならびに、この画像記録方法を実施する画像記録装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の記録ヘッドは、一方向に配列された複数の記録チャンネルを有するマルチチャンネルの記録ヘッドであって、前記記録ヘッドの物理解像度は、記録画像の解像度よりも低く、かつ、前記記録チャンネルの配列の延長線上に、前記記録チャンネルのチャンネルピッチの整数倍離れて配置される予備チャンネルを有し、さらに、この予備チャンネルは、前記記録チャンネルの内の故障チャンネルを補償するためのものであり、記録画像の解像度と同じ物理解像度で前記記録チャンネルと少なくとも同数配列されることを特徴とする記録ヘッドを提供する。
このような本発明の記録ヘッドにおいて、前記記録チャンネルの配列の両外側に前記予備チャンネルを有するのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の画像記録方法は、前記本発明の記録ヘッドを用いて画像を記録するに際し、その側面に記録媒体を巻き付けてドラムを回転し、かつ、前記記録ヘッドの記録チャンネルの配列方向と前記ドラムの軸線方向とを一致させて、この軸線方向に前記記録ヘッドを移動しつつ、前記記録ヘッドの各記録チャンネルを記録画像に応じて変調駆動することにより、前記記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うと共に、前記記録チャンネルの故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定しておくと共に、記録時には、前記故障チャンネルの記録データを対応する予備チャンネルに割り振り、故障チャンネルに対する予備チャンネルの周回遅れ数に応じて、前記割り振った記録データで予備チャンネルを変調駆動することを特徴とする画像記録方法を提供する。
【００１６】
さらに、本発明の画像記録装置は、前記本発明の記録ヘッドと、側面に記録材料を巻回して回転するドラムと、前記記録ヘッドの記録チャンネル配列方向と前記ドラムの軸線方向とを一致させて、前記記録ヘッドを前記ドラムの軸線方向に移動する移動手段と、前記記録ヘッドの内の故障チャンネルの情報を取得し、故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定する手段と、前記ドラムの回転および記録ヘッドの移動に応じて、前記記録ヘッドの各記録チャンネルを記録画像に応じて変調駆動することにより、前記記録チャンネルの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うと共に、前記故障チャンネルの記録データを対応する予備チャンネルに割り振り、この故障チャンネルに対する予備チャンネルの周回遅れ数に応じて、前記割り振った記録データに応じて予備チャンネルを変調駆動する手段とを有することを特徴とする画像記録装置を提供する。
【００１７】
このような本発明の画像記録方法および画像記録装置において、前記記録チャンネルのチャンネルピッチに対する前記ドラムが一回転する間における記録ヘッドの移動量の比をｐ、前記記録ヘッドの物理解像度に対する記録画像の解像度の比をＮ、前記記録ヘッドの記録チャンネル数をＭ、任意の整数をＸとした際に、ＮおよびＭは整数であり、かつ、下記式（１）および（２）を満たすのが好ましい。
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２）
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の記録ヘッド、画像記録方法、および画像記録装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
なお、以下の例は、本発明をインクジェットプリンタ（インクジェット記録ヘッド）に利用した例である。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、複数の光ビームを個々に変調して感光材料の露光を行うことができるマルチチャンネルの露光ヘッド、サーマル記録ヘッド、ドットインパクト記録ヘッド等、各種のマルチチャンネルの記録ヘッドに利用可能であり、また、このようなマルチチャンネルの記録ヘッドを用いたインターリーブ記録に利用可能である。
中でも、後述する予備チャンネルの作製が比較的容易で、しかも、故障チャンネルが発生し易い、インクジェットには、特に、好適である。
【００２０】
図１に、本発明の記録ヘッドを用い、本発明の画像記録方法を実施する本発明の画像記録装置の一例の概念図を示す。
このインクジェットプリンタ１０（以下、プリンタ１０とする）は、基本的に、インクジェットの記録ヘッド１２が装着されるヘッドユニット１４と、ドラム１６と、ヘッドユニット１４の移動手段（図示省略）と、設定手段２０とを有して構成される。
【００２１】
このようなプリンタ１０は、ドラム１６の外側面に受像媒体Ｐを巻回して、中心軸１６ａを中心にドラム１６を図中矢印ｘ方向に回転すると共に、記録ヘッド１２の記録チャンネルの配列方向と中心軸１６ａ（ドラム１６の軸線）の延在方向を一致させて、この軸線方向（図中矢印ｙ方向）にヘッドユニット１４を連続的に移動することにより、記録ヘッド１２に配列された記録チャンネルによって、受像媒体Ｐをヘリカルスキャンによって二次元的に走査することにより、受像媒体Ｐの全面に画像を記録する、いわゆるドラムスキャナである。
【００２２】
図示例のプリンタ１０は、このようなマルチチャンネルの記録ヘッド１２を用いたドラムスキャナによる画像記録において、記録ヘッド１２の各記録チャンネルの間を埋めるように画像記録を行うことにより、記録ヘッド１２の解像度（記録ヘッド１２の物理解像度）よりも高解像度な画像記録を行う、インターリーブ記録を行うものである。この画像記録に関しては、後に詳述する。
【００２３】
ヘッドユニット１４は、基本的に、公知のインクジェットプリンタのヘッドユニット（インクジェットカートリッジ等）と同様のものであり、記録ヘッド１２に加え、インクタンク、記録ヘッド１２にインクを供給する供給路、記録ヘッド１２への駆動エネルギの供給手段、画像データに応じて記録ヘッド１２を駆動させる記録制御手段等を有する。ヘッドユニット１４は、記録ヘッド１２からのインクの吐出方向をドラム１６に向けて配置される。
また、ヘッドユニット１４には、後述するインターリーブ記録に応じて各記録チャンネルに画像データを割り振ると共に、供給された記録ヘッド１２の故障チャンネルの情報に応じて、故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定し、かつ、予備チャンネルの故障チャンネルに対する周回遅れ数に応じて画素の並べかえを行って、故障チャンネルの画像データを予備チャンネルに割り振って、画像データを記録制御手段に送る、設定手段２０が接続される。
【００２４】
記録ヘッド１２は、マルチチャンネルのインクジェット記録ヘッドであって、故障チャンネルを補償するための後述する予備チャンネルを有する以外には、基本的に、インクを吐出するノズル、インク吐出手段としてのアクチュエータ、各ノズルにインクを供給するインク供給路、アクチュエータのドライバ等を有する、公知のインクジェットの記録ヘッドである。
【００２５】
このような記録ヘッド１２は、各種のインクジェットの記録ヘッドが利用可能である。従って、アクチュエータとしてのヒータによってインクを加熱し、気泡の成長によってインクを吐出する、いわゆるサーマルインクジェットでもよく、ピエゾ素子等を利用するアクチュエータによって振動板を振動してインクを吐出する、いわゆるピエゾタイプのインクジェットでもよく、静電気を利用するＭＥＭＳ(Micro Electronic Mechanical System)によって振動板を振動してインクを吐出する、いわゆる静電タイプのインクジェットでもよい。
また、基板面に対して垂直方向にインクを吐出するトップシュータ型（フェイスインクジェット）であってもよく、基板面に対して平行方向にインクを吐出するサイドシュータ型（エッジインクジェット）であってもよい。
さらに、記録ヘッド１２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（黒）のインクを吐出するカラーの記録ヘッドでも、例えばＫインクのみを吐出するモノクロの記録ヘッドでもよい。また、Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫの各インクを吐出するモノクロの記録ヘッドなど、記録チャンネルの配列方向と直交する方向に複数の記録ヘッドを配置した構成のヘッドにおいて、少なくとも１つの記録ヘッドに本発明を利用してもよい。さらに、短尺な記録ヘッド（短尺ヘッド）を、直線状や千鳥格子状等に配列して長尺化した記録ヘッドにおいて、全体もしくは各短尺ヘッド毎に本発明を利用してもよい。
以下の説明では、図面および説明を簡略化して、本発明の特徴をより明瞭にするために、一例として、モノクロの記録ヘッドで説明する。
【００２６】
このようなヘッドユニット１４は、ドラム１６の軸線方向に延在するガイドバー１８によって、この軸線方向に移動自在に支持されており、かつ、図示しない移動手段によって、矢印ｙ方向（以下、副走査方向とする）に移動される。
なお、ヘッドユニット１４（すなわち記録ヘッド１２）の移動方法には、限定はなく、ネジ伝動、プーリ等を用いるベルト伝動、ラックアンドピニオン等のギア等を用いる方法等、目的とする移動精度を達成できるものであれば、各種の方法が利用可能である。
【００２７】
また、ドラム１６も、ドラムスキャナに用いられる通常のドラムであり、公知の方法で（外）側面に受像媒体Ｐを保持して、中心軸１６ａを中心に回転する円筒である。
なお、本発明において、ドラムは図示例のようなアウタードラムに限定はされず、内側面に受像媒体Ｐ（記録媒体）を保持する、いわゆる、インナードラムであってもよい。
【００２８】
図２に、記録ヘッド１２の一例の表面（インク吐出面）の概念図を示す。
図示例の記録ヘッド１２は、６００ｄｐｉの画像記録を行うもので、記録チャンネル２２ａ〜記録チャンネル２２ｅの５つの記録チャンネル（ノズル）２２を、１５０ｅｐｉ（ejection per inch)の解像度（記録ヘッド１２の物理解像度）で有する。さらに、記録ヘッド１２は、記録チャンネルの配列の延長線上に、記録チャンネル２２のチャンネルピッチ（以下、これを１pitch とする）だけ離れて、５つの予備チャンネル２４（２４ａ〜２４ｅ）を記録解像度と同じ６００ｅｐｉで有する。前述のように記録ヘッド１２は、この予備チャンネル２４を有する以外は、基本的に、公知のインクジェットの記録ヘッドである。予備チャンネル２４については、後に詳述する。
【００２９】
まず、この記録ヘッド１２によるインターリーブ記録に付いて説明する。
前述のように、図示例のプリンタ１０は、マルチチャンネルの記録ヘッド１２を用い、ドラムスキャナによるヘリカルスキャンでインターリーブ記録を行って、解像度が１５０ｅｐｉの記録ヘッド１２によって、これよりも高解像度の６００ｄｐｉの画像記録を行う。
【００３０】
ここで、このようなインターリーブ記録においては、前述のように、記録チャンネル２２のチャンネルピッチに対する、ドラム１６の１回転当たりの記録ヘッド１２の移動量の比を移動ピッチｐ（ｐ＝［ドラムの１回転当たりの記録ヘッド移動量］／［１pitch ］）、記録ヘッド１２の解像度に対する記録解像度の比を解像度倍率Ｎ（Ｎ＝［記録解像度］／［物理解像度］）、記録ヘッド１２が有する記録チャンネル２２の数をチャンネル数Ｍ、任意の整数をＸとした際に、ＮおよびＭは整数であり、かつ、下記式（１）および（２）を満たすように、
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２）
記録ヘッド１２の物理解像度やチャンネル数Ｍ、移動ピッチｐを設定することにより、各記録チャンネル２２間を均一に埋めるように画像記録を行って、偏り無く適正に解像度を向上したインターリーブ記録を行うことができる。
【００３１】
図示例においては、５つの記録チャンネル２２を１５０ｅｐｉで有する記録ヘッド１２によって、６００ｄｐｉの画像記録を行う。すなわち、チャンネル数Ｍは５、解像度倍率Ｎは４である。また、移動ピッチｐを１．２５、すなわち図３に概念的に示すように、ドラム１６が一回転（矢印Ｒ）する間に、記録チャンネル２２のチャンネルピッチ（以下、これを１pitch とする）の１．２５倍（１．２５pitch)、記録ヘッド１２を移動する。従って、この場合には、Ｘ＝１とすることにより、上記式（１）および式（２）が満たされる。言い換えれば、上記式を満たす「１」という整数が存在する（このインターリーブ記録は、前述の図７と同様）。
図２に示される例においては、このように上記条件を満たした上で、記録画像に応じて各記録チャンネル２２を駆動することにより、図２（Ｂ）に示されるように、ドラム１６の１回転目に、副走査方向（矢印ｙ方向）に１，５，９，１３，１７番目の画素を記録し、２回転目に同６，１０，１４，１８，２２番目の画素を記録し、３回転目に同１１，１５，１９，２３，２７番目の画素を記録し、４回転目に２０，２４，…と、副走査方向の１３番目の記録画素以降は、各記録チャンネル２２の間を均等に３つの記録画素で埋めて、記録ヘッド１２の解像度よりも高解像度な６００ｄｐｉの画像記録を行っている。
【００３２】
上記式において、Ｎは前記解像度倍率であるが、別の見方をすれば、インターリーブ記録における繰り返し周期（隣の記録チャンネルに至るまでの記録回数）を示している。従って、適正な記録を行うためには、ドラム２２がＮ回転したら（すなわち、Ｎ＋１回転目の開始時には）、最上流の記録チャンネル（図示例では２２ａ）が、その周期の記録開始当初の最下流の記録チャンネル（同２２ｅ）から１pitch 下流に位置している必要がある。
また、記録画素を副走査方向（記録チャンネルの配列方向）に適正な間隔で配列するためには、ドラム１６が１回転する間に、記録チャンネルの１pitch の整数倍＋記録解像度の１画素分だけ、記録ヘッド１２が移動する必要がある。
このような条件を満たすのが，上記式を満たす場合であって、移動ピッチｐ、チャンネル数Ｍ、および解像度倍率Ｎの各種の組み合わせにおいて、上記式において整数Ｘが存在する場合に、インターリーブ記録を行うことができる。
【００３３】
言い換えれば、予め決定された、目的とする記録解像度、記録ヘッドの物理解像度、記録チャンネル数等に応じて、上記式を満たすように、残りのパラメータを決定すればよい。
例えば、解像度が１５０ｅｐｉの記録ヘッドを用いて６００ｄｐｉの画像記録を行う場合に、チャンネル数Ｍが１７であれば、移動ピッチｐを４．２５とすればＸ＝４が存在するので、適正なインターリーブ記録を行うことができ、同Ｍ＝６１の場合にはｐ＝１５．２５（Ｘ＝１５）、同Ｍ＝６５の場合にはｐ＝１６．２５（Ｘ＝１６）とすれば、適正なインターリーブ記録を行うことができる。また、解像度が１５０ｅｐｉの記録ヘッドを用いて３００ｄｐｉの画像記録を行う場合には、チャンネル数Ｍ＝１１、移動ピッチｐ＝５．５とすれば、Ｘ＝５が存在するので、適正なインターリーブ記録を行うことができる。
【００３４】
ここで、本発明の記録ヘッド１２は、記録チャンネル配列の延長線上で、かつ、記録チャンネル２２（最も外側の記録チャンネル２２ａ）と１pitch 離れた位置に、記録解像度と同じ解像度（６００ｅｐｉ）で、５つの予備チャンネル２４（２４ａ〜２４ｅ）を、記録チャンネルの数と同数の５つ有する。なお、本発明において、予備チャンネル２４は、記録チャンネル２２と同数には限定されず、同数以上であってもよい。
本発明の記録ヘッド１２においては、このような予備チャンネル２４を有することにより、記録チャンネル２２の故障チャンネルが発生しても、これを補償して、生産性を落とさずに６００ｄｐｉの画像記録を行うことができる。
以下、図２（Ｂ）を参照して、詳細に説明する。
【００３５】
図２に示される例において、仮に、斜線を入れた記録チャンネル２２ｂが故障チャンネルであったとする（以下、故障チャンネル２２ｂとする）。
前述のように、ドラム１６の１回転目には、記録ヘッド１２の各記録チャンネル２２が、副走査方向（矢印ｙ方向）に１，５，９，１３，１７番目の画素を記録する。しかしながら、本例においては、故障チャンネル２２ｂが有るので、５番目の画素が記録されない。同様に、ドラム１６の２回転目には、故障チャンネル２２ｂ以外の６，１４，１８，２２番目の画素を記録し、３回転目には同１１，１９，２３，２７番目の画素を記録する。
【００３６】
ここで、図２（Ｂ）に示されるように、ドラム１６の３回転目には、予備チャンネル２４ｃ（黒塗り）が、１回転目の故障チャンネル２２ｂと副走査方向に同位置の５番目の画素に位置する。従って、１回転目に故障チャンネル２２ｂが記録すべき画像を、３回転目に予備チャンネル２４ｃが記録することにより、故障チャンネル２２ｂを補償できる。
以下、同様に、４回転目には、故障チャンネル２２ｂが２回転目に記録すべき１０番目の画素に予備チャンネル２４ｃが位置し、５回転目には、故障チャンネル２２ｂが３回転目に記録すべき１５番目の画素に予備チャンネル２４ｃが位置する。
すなわち、本例においては、２周遅れで、故障チャンネル２２ｂが記録すべき画素の位置に、予備チャンネル２４ｃが位置し、故障チャンネル２２ｂを予備チャンネル２４ｃで補償できる。
【００３７】
同様に、記録チャンネル２２ａが故障チャンネルである場合には、１周遅れで予備チャンネル２４ｄが同じ画素に位置し、記録チャンネル２２ｃが故障チャンネルである場合には３周遅れで予備チャンネル２４ｂが同じ画素に位置し、記録チャンネル２２ｄが故障チャンネルである場合には４周遅れで予備チャンネル２４ａが同じ画素に位置し、さらに、記録チャンネル２２ｅが故障チャンネルである場合には４周遅れで予備チャンネル２４ｅが同じ画素に位置し、それぞれ、故障チャンネルを補償することができる。
【００３８】
図４に、このような予備チャンネルを有する本発明の記録ヘッドおよび画像記録方法の別の例を示す。
図４に示される例は、先と同様に、１５０ｅｐｉの記録ヘッドで６００ｄｐｉの記録を行うものであるが、記録ヘッドの記録チャンネル数Ｍは９、移動ピッチｐは２．２５である（Ｘ＝２）。また、図示例においては、記録チャンネルの配列の延長線上に、記録チャンネルと１pitch 離れた位置に、記録画像と同解像度の６００ｅｐｉの予備チャンネル２８が、記録ヘッドの記録チャンネル数と同数の９個配列される。
【００３９】
図４に示されるように、本例においても、上記式（１）および式（２）を満たすことにより、各記録チャンネル（白丸）の間を３つの記録画素で埋めて、適切なインターリーブ記録を行うことができる。また、例えば、図中斜線で示す左から４番目の記録チャンネルであれば、図中右から３番目の予備チャンネルで２週遅れで補償できる等、何れの記録チャンネルも、いずれかの予備チャンネル２８で補償することができ、従って、故障チャンネルが発生しても、白抜け等のスジむらを生じることなく、６００ｄｐｉの画像記録を行うことができる。
【００４０】
すなわち、記録チャンネル配列の延長上の、記録チャンネルとチャンネルピッチの整数倍離れた位置に、記録チャンネルと少なくとも同数の、記録解像度と同じ解像度の予備チャンネルを有する本発明によれば、故障チャンネルを知見して、これに対応する予備チャンネルを決定して補償することにより、使用中に記録チャンネル２２のいずれかに損傷等が発生しても、故障チャンネルを補償した所定解像度の画像記録を、故障チャンネル発生前と同じ生産性で行うことができる。また、製造時に欠陥チャンネルが生じても、同様に、これを補償できるので、生産歩留りも向上できる。
しかも、記録チャンネル２２に対応する予備チャンネル、および、その周回遅れ数は、記録ヘッドの記録チャンネル数や予備チャンネルの位置（記録チャンネルとの離間ピッチ数）に応じて、一義的に決まるので、故障チャンネルさえ知見できれば、直ちに対応することができ、休止時間も最小限で済む。
【００４１】
本発明において、予備チャンネル２４の位置は、図示例のように、記録チャンネル２２のチャンネルピッチ（１pitch ）離れているものに限定はされない。すなわち、予備チャンネルは、記録チャンネル数と同数で、かつ、記録画像と同解像度であれば、２pitch や３pitch 等、記録チャンネルのチャンネルピッチの整数倍、記録チャンネル（その、最も外側のチャンネル）と離れていればよい。
なお、同様の故障チャンネルの補償は、予備チャンネルを記録解像度分だけ記録チャンネルと離して配置しても可能であるが、この場合には、記録チャンネルと予備チャンネルとのクロストークが生じる場合があり、好ましくない。
【００４２】
ところで、以上の例において、複数の故障チャンネルが発生して、それに対応する予備チャンネルが隣り合わせている場合には、予備チャンネルによる画像記録の際にクロストークが発生し、それに起因して、画質が低下してしまう場合がある。
例えば、図２に示される例において、記録チャンネル２２ｂに加え、記録チャンネル２２ｃも故障チャンネルであった場合には、対応するのは、予備チャンネル２４ｃおよび予備チャンネル２４ｂの、６００ｄｐｉで隣合わせるチャンネルになってしまう。この場合には、吐出するインク（液滴）のサイズ等に応じて、定着前にインクが混ざり合ってしまう場合がある。また、マルチビームの露光ヘッドであれば、通常、コヒーレント光を利用するので、両者が干渉してしまう場合もある。
【００４３】
このような不都合を無くすために、図５（Ａ）および（Ｂ）に示される記録ヘッド１２ａのように、記録チャンネル２２の両側に予備チャンネル２４を形成してもよい。
前述のように、左側の予備チャンネル２４であれば、記録チャンネル２２ａには予備チャンネル２４ｄが、記録チャンネル２２ｂには予備チャンネル２４ｃが、記録チャンネル２２ｃには予備チャンネル２４ｂが、記録チャンネル２２ｄには予備チャンネル２４ａが、さらに、記録チャンネル２２ｅには予備チャンネル２４ｅが、それぞれ対応し、補償できる。
また、この記録ヘッド１２ａは、さらに右側にも予備チャンネル２４を有し、図５に示されるように、記録チャンネル２２ａには予備チャンネル２４ｆが、記録チャンネル２２ｂには予備チャンネル２４ｊが、記録チャンネル２２ｃには予備チャンネル２４ｉが、記録チャンネル２２ｄには予備チャンネル２４ｈが、さらに、記録チャンネル２２ｅには予備チャンネル２４ｇが、それぞれ対応し、補償できる。
【００４４】
従って、これによれば、例えば、前述のように記録チャンネル２２ｂ（密な斜線）および記録チャンネル２２ｃ（粗な斜線）が故障チャンネルであっても、記録チャンネル２２ｂには先と同様に予備チャンネル２４ｃ（黒塗り）を対応させ、記録チャンネル２２ｃには予備チャンネル２４ｉ（黒塗り）を対応させることで、隣り合わせる予備チャンネル２４を使用しないようにすることができる。
すなわち、記録チャンネルの両側に予備チャンネルを配置することにより、複数の故障チャンネルが発生しても、対応する予備チャンネルを左右に割り振って、隣り合わせる予備チャンネルを使用しないようにすることができ、記録解像度で配置される予備チャンネル同士のクロストークを防止し、適正な画像記録を安定して行うことができる。
【００４５】
以下、図１および図２に示されるプリンタ１０の作用を説明することにより、本発明に付いて、より詳細に説明する。
プリンタ１０においては、予め、設定手段２０に故障チャンネルの情報が入力されている。図示例においては、一例として、先と同様に記録チャンネル２２ｂが故障チャンネルであり、その情報が設定手段２０に入力されている。
これに応じて、設定手段２０は、記録チャンネル２２ｂに対応して、予備チャンネル２４ｃおよび２周の周回遅れ数を設定する。なお、各記録チャンネル２２に対応する予備チャンネル２４、および、その周回遅れ数は、前述のように一義的に決まるので、テーブル化して設定手段２０が持っていればよい。
【００４６】
本発明において、故障チャンネルの検出方法には、特に限定はなく、各種の方法が利用可能である。
例えば、キャリブレーションを行う際に、キャリブレーションチャートを解析して、白抜け等のスジむらを検出し、このスジむらに対応する記録チャンネルを検出する方法が例示される。また、キャリブレーションチャートではなく、故障チャンネル検出用にベタ画像を記録して、画像を解析して故障チャンネルを検出してもよい。また、インターリーブ記録を行わずに、１回転当たりの移動量を大きくしたヘリカルスキャンによって各記録チャンネルで螺旋を記録し、これを解析して故障チャンネルを検出する方法も好適である。
また、故障チャンネルは、オペレータや外部の検査装置が設定手段２０に入力するものでもよく、あるいは、プリンタにスキャナを搭載して前述のチャート等の画像読取を行い、プリンタ自身（例えば、設定手段２０）が画像を解析して故障チャンネルを決定してもよい。
【００４７】
以上のような設定の下、画像データは設定手段２０に供給される。
設定手段２０は、ドラム１６の回転数と、各周回における各記録チャンネル２２の副走査方向の位置とに応じて、供給された画像データの並び替えを行い、各記録チャンネル２２に振り分ける。さらに、故障チャンネルである記録チャンネル２２ｂの画像データを、記録チャンネル２２ｂに対する予備チャンネル２４ｃの周回遅れ数（２周）に応じて割り振るように、画素の並び替えを行い、並び替えた画像データをヘッドユニット１４（その記録制御部）に送る。
【００４８】
前述のように、ドラム１６は受像媒体Ｐを保持して回転すると共に、ヘッドユニット１４は、記録ヘッド１２の記録チャンネル配列方向と副走査方向（ドラム１６の軸線）とを一致して、所定の移動ピッチｐで副走査方向に移動する。
これにより、記録ヘッド１２によって、受像媒体Ｐがヘリカルスキャンされ、ヘッドユニット１４は、供給された画像データに応じて記録ヘッド１２の各記録チャンネル２２を変調駆動し、１５０ｅｐｉの記録ヘッド１２によって、インターリーブ記録による６００ｄｐｉの画像が記録される。
【００４９】
以上、本発明の記録ヘッド、画像記録方法および画像記録装置について、詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の変更および改良を行ってもよいのは、もちろんである。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、マルチチャンネルの記録ヘッドを用いて、記録ヘッドの物理解像度以上の解像度の画像記録を行うインターリーブ記録において、故障チャンネルが発生しても、短い停止期間で、生産性を落とさずに、所定解像度の画像記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる画像記録装置の一例の概略斜視図である。
【図２】 （Ａ）は、本発明の記録ヘッドの一例の概念図、（Ｂ）は、この記録ヘッドによるインターリーブ記録を説明するための概念図である。
【図３】 図２における画像記録を説明するための概念図である。
【図４】 本発明の別の例を説明するための概念図である。
【図５】 （Ａ）は、本発明の記録ヘッドの別の例の概念図、（Ｂ）は、この記録ヘッドによるインターリーブ記録を説明するための概念図である。
【図６】 従来の記録方法の一例を説明するための概念図である。
【図７】 従来の記録方法の別の例を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１０ （インクジェット）プリンタ
１２ 記録ヘッド
１４ ヘッドユニット
１６ ドラム
１８ ガイドバー
２０ 設定手段
２２ 記録チャンネル
２４ 予備チャンネル
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチチャンネルの記録ヘッドを用いて、記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度な画像記録を行うインターリーブ記録の技術分野に属し、詳しくは、インターリーブ記録において、記録ヘッドに故障チャンネルが生じた場合でも、生産性の低下等を生じることなく、通常と同様に画像記録を行うことができるマルチチャンネルの記録ヘッド、および、この記録ヘッドを用いる画像記録方法、ならびに、この画像記録方法を実施する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の光ビームで感光材料を露光するマルチチャンネル露光ヘッドや、インク液滴を吐出するノズルを複数配列してなるインクジェット記録ヘッドのように、複数の記録チャンネル（記録素子）を有するマルチチャンネルの記録ヘッドが、各種のプリンタに利用されている。
このようなマルチチャンネルの記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドとする）を用いた画像記録方法の１つとして、感光材料や受像紙等の記録媒体をドラムの側面に巻回して保持し、ドラムを回転（主走査）しつつ、記録ヘッドの記録チャンネルの配列方向とドラムの軸線方向とを一致させて、記録ヘッドを軸線方向に移動（副走査）することにより、記録材料を記録ヘッドによって二次元的に走査する、いわゆるドラムスキャナによる画像記録が知られている。
【０００３】
また、このような記録ヘッドを用いたドラムスキャナによる画像記録において、記録ヘッドの軸線方向への移動に応じて、隣り合わせる記録チャンネルとの間を埋めるように各記録チャンネルを駆動して画像を記録することにより、記録ヘッドの有する解像度（記録ヘッドの物理解像度）よりも高い解像度で画像記録を行う、インターリーブ（画像）記録が知られている。
【０００４】
マルチチャンネルの記録ヘッドによるインターリーブ記録の一例として、図６に示される記録方法が知られている。
図示例は、解像度が１５０ｅｐｉ（ejection per inch）で、４チャンネル（白丸）の記録ヘッドによって、６００ｄｐｉの画像記録を行う例である。この画像記録方法では、インターリーブ記録によって、４倍の画像記録を行うので、ドラムが一回転する毎に、記録ヘッドは、自身のチャンネルピッチの１／４ずつ、矢印で示す軸線（記録チャンネルの配列）方向に移動して、画像を記録する。
このような画像記録をドラム４回転、すなわち４回を行うと、各記録チャンネル間が３つの記録画素で埋められたようになり、すなわち、６００ｄｐｉの画像記録が行われる。
【０００５】
この記録方法では、既に記録した画素の下流（記録ヘッドの移動方向）側の記録を行うために、５回転目の記録を開始する前に、矢印ｍで示すように、最上流の記録チャンネルが、４回転目を終了した時点における最下流の記録チャンネルの記録位置から６００ｄｐｉ分だけ離れた位置となるまで、記録ヘッドを一気に動かす。次いで、同様に、ドラム４回転分の記録を行い、再度、同様に一気に記録ヘッドを動かし、記録を行うことを繰り返して、１５０ｅｐｉで４チャンネルの記録ヘッドによって、記録媒体の全面に６００ｄｐｉの画像を記録する。
【０００６】
しかしながら、このような記録方法（step−scan）では、インターリーブ記録による解像度の向上に応じた所定のドラム回転数毎に、大きく記録ヘッドを移動する必要があり、この際に画像記録ムラが生じ易いという問題点がある。
【０００７】
このような問題点を解決した、ドラムを回転しつつ、記録ヘッドを一定速度で連続的に移動しながら、いわゆるヘリカルスキャンによって記録媒体の全面に画像を記録するインターリーブ記録も知られている。この方法では、記録チャンネルのチャンネルピッチ（１pitch)に対するドラム一回転当たりの記録ヘッドの移動量の比をｐ、記録ヘッドの物理解像度に対する記録解像度の比をＮ、記録チャンネル数をＭ、任意の整数をＸとし、ＮおよびＭが整数で、かつ、下記の式（１）および（２）を満たすようにして画像記録を行う（後に詳述する）。
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２）
図７にその記録方法の一例を示す。
【０００８】
図７に示される例は、１５０ｅｐｉで５つの記録チャンネルを有する記録ヘッドによって、６００ｄｐｉの画像記録を行う例である。この例では、記録ヘッドを、ドラム１回転毎に記録チャンネルのピッチに対して１．２５の比で連続的に移動しつつ、各記録チャンネルによる画像を行う。
これにより、図７に示されるように、４回転目以降（３回転目の途中から）は、各記録チャンネル間を３つの記録画素で埋めるようにして、１５０ｅｐｉの記録ヘッドで６００ｄｐｉの画像記録を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような記録ヘッドを用いたインターリーブ記録では、故障チャンネル（不良チャンネル）が生じると、記録画像に線状の白抜けや、スジむらが生じて、適正画質の画像を記録することができなくなってしまう。
このような不都合を防止するために、各種の方法が提案されている。
【００１０】
その１つとして、記録ヘッドの各チャンネルを、予め奇数チャンネルと偶数チャンネルとに分け、故障チャンネルが生じた場合には、故障チャンネルを有さないグループの記録チャンネルを用いて画像を記録する方法が知られている。
しかしながら、この方法では、故障チャンネルが発生した後では、記録画像の解像度が半分になってしまい、また、故障チャンネル発生前と同じ解像度で画像を記録するためには、生産性が半分になってしまう。
【００１１】
別の方法として、故障チャンネルが発生した場合に、記録チャンネルの配列を故障チャンネルを挟む２つに分け、チャンネル数が多い方を用いて画像記録を行う方法が知られている。
この方法では、故障チャンネルの位置に応じて、記録ヘッドのチャンネル数が異なってしまうために、各ケースで生産性が違ってしまい、その上、画像データの割り振り等、画像処理が複雑になってしまい、システムのコストが高くなってしまう。
【００１２】
さらに、記録ヘッドを２つ持つ、あるいは、記録チャンネルと同様の予備チャンネルを持つ方法も知られているが、この方法では、記録ヘッドのコストが二倍近くになってしまう上に、予備ヘッドを配置する場所が必要、記録ヘッドのサイズが二倍になる等の不都合もあり、装置設計の自由度や装置の小型化等の点でも、大幅に不利になってしまう。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、マルチチャンネルの記録ヘッドを用いたドラムスキャナによる画像記録で、各記録チャンネル間を埋めるように画像記録を行うことにより、記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うインターリーブ記録を行うに際し、故障チャンネルが発生した際にも、短い休止期間で、かつ、低コストの対応で、生産性および解像度を共に低下させることなく画像記録を行うことができ、また、故障チャンネルによる歩留り低下を防止できるマルチチャンネルの記録ヘッド、および、この記録ヘッドを用いる画像記録方法、ならびに、この画像記録方法を実施する画像記録装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の記録ヘッドは、一方向に配列された複数の記録チャンネルを有するマルチチャンネルの記録ヘッドであって、前記記録ヘッドの物理解像度は、記録画像の解像度よりも低く、かつ、前記記録チャンネルの配列の延長線上に、前記記録チャンネルのチャンネルピッチの整数倍離れて配置される予備チャンネルを有し、さらに、この予備チャンネルは、前記記録チャンネルの内の故障チャンネルを補償するためのものであり、記録画像の解像度と同じ物理解像度で前記記録チャンネルと少なくとも同数配列されることを特徴とする記録ヘッドを提供する。
このような本発明の記録ヘッドにおいて、前記記録チャンネルの配列の両外側に前記予備チャンネルを有するのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の画像記録方法は、前記本発明の記録ヘッドを用いて画像を記録するに際し、その側面に記録媒体を巻き付けてドラムを回転し、かつ、前記記録ヘッドの記録チャンネルの配列方向と前記ドラムの軸線方向とを一致させて、この軸線方向に前記記録ヘッドを移動しつつ、前記記録ヘッドの各記録チャンネルを記録画像に応じて変調駆動することにより、前記記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うと共に、前記記録チャンネルの故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定しておくと共に、記録時には、前記故障チャンネルの記録データを対応する予備チャンネルに割り振り、故障チャンネルに対する予備チャンネルの周回遅れ数に応じて、前記割り振った記録データで予備チャンネルを変調駆動することを特徴とする画像記録方法を提供する。
【００１６】
さらに、本発明の画像記録装置は、前記本発明の記録ヘッドと、側面に記録材料を巻回して回転するドラムと、前記記録ヘッドの記録チャンネル配列方向と前記ドラムの軸線方向とを一致させて、前記記録ヘッドを前記ドラムの軸線方向に移動する移動手段と、前記記録ヘッドの内の故障チャンネルの情報を取得し、故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定する手段と、前記ドラムの回転および記録ヘッドの移動に応じて、前記記録ヘッドの各記録チャンネルを記録画像に応じて変調駆動することにより、前記記録チャンネルの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うと共に、前記故障チャンネルの記録データを対応する予備チャンネルに割り振り、この故障チャンネルに対する予備チャンネルの周回遅れ数に応じて、前記割り振った記録データに応じて予備チャンネルを変調駆動する手段とを有することを特徴とする画像記録装置を提供する。
【００１７】
このような本発明の画像記録方法および画像記録装置において、前記記録チャンネルのチャンネルピッチに対する前記ドラムが一回転する間における記録ヘッドの移動量の比をｐ、前記記録ヘッドの物理解像度に対する記録画像の解像度の比をＮ、前記記録ヘッドの記録チャンネル数をＭ、任意の整数をＸとした際に、ＮおよびＭは整数であり、かつ、下記式（１）および（２）を満たすのが好ましい。
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２）
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の記録ヘッド、画像記録方法、および画像記録装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
なお、以下の例は、本発明をインクジェットプリンタ（インクジェット記録ヘッド）に利用した例である。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、複数の光ビームを個々に変調して感光材料の露光を行うことができるマルチチャンネルの露光ヘッド、サーマル記録ヘッド、ドットインパクト記録ヘッド等、各種のマルチチャンネルの記録ヘッドに利用可能であり、また、このようなマルチチャンネルの記録ヘッドを用いたインターリーブ記録に利用可能である。
中でも、後述する予備チャンネルの作製が比較的容易で、しかも、故障チャンネルが発生し易い、インクジェットには、特に、好適である。
【００２０】
図１に、本発明の記録ヘッドを用い、本発明の画像記録方法を実施する本発明の画像記録装置の一例の概念図を示す。
このインクジェットプリンタ１０（以下、プリンタ１０とする）は、基本的に、インクジェットの記録ヘッド１２が装着されるヘッドユニット１４と、ドラム１６と、ヘッドユニット１４の移動手段（図示省略）と、設定手段２０とを有して構成される。
【００２１】
このようなプリンタ１０は、ドラム１６の外側面に受像媒体Ｐを巻回して、中心軸１６ａを中心にドラム１６を図中矢印ｘ方向に回転すると共に、記録ヘッド１２の記録チャンネルの配列方向と中心軸１６ａ（ドラム１６の軸線）の延在方向を一致させて、この軸線方向（図中矢印ｙ方向）にヘッドユニット１４を連続的に移動することにより、記録ヘッド１２に配列された記録チャンネルによって、受像媒体Ｐをヘリカルスキャンによって二次元的に走査することにより、受像媒体Ｐの全面に画像を記録する、いわゆるドラムスキャナである。
【００２２】
図示例のプリンタ１０は、このようなマルチチャンネルの記録ヘッド１２を用いたドラムスキャナによる画像記録において、記録ヘッド１２の各記録チャンネルの間を埋めるように画像記録を行うことにより、記録ヘッド１２の解像度（記録ヘッド１２の物理解像度）よりも高解像度な画像記録を行う、インターリーブ記録を行うものである。この画像記録に関しては、後に詳述する。
【００２３】
ヘッドユニット１４は、基本的に、公知のインクジェットプリンタのヘッドユニット（インクジェットカートリッジ等）と同様のものであり、記録ヘッド１２に加え、インクタンク、記録ヘッド１２にインクを供給する供給路、記録ヘッド１２への駆動エネルギの供給手段、画像データに応じて記録ヘッド１２を駆動させる記録制御手段等を有する。ヘッドユニット１４は、記録ヘッド１２からのインクの吐出方向をドラム１６に向けて配置される。
また、ヘッドユニット１４には、後述するインターリーブ記録に応じて各記録チャンネルに画像データを割り振ると共に、供給された記録ヘッド１２の故障チャンネルの情報に応じて、故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定し、かつ、予備チャンネルの故障チャンネルに対する周回遅れ数に応じて画素の並べかえを行って、故障チャンネルの画像データを予備チャンネルに割り振って、画像データを記録制御手段に送る、設定手段２０が接続される。
【００２４】
記録ヘッド１２は、マルチチャンネルのインクジェット記録ヘッドであって、故障チャンネルを補償するための後述する予備チャンネルを有する以外には、基本的に、インクを吐出するノズル、インク吐出手段としてのアクチュエータ、各ノズルにインクを供給するインク供給路、アクチュエータのドライバ等を有する、公知のインクジェットの記録ヘッドである。
【００２５】
このような記録ヘッド１２は、各種のインクジェットの記録ヘッドが利用可能である。従って、アクチュエータとしてのヒータによってインクを加熱し、気泡の成長によってインクを吐出する、いわゆるサーマルインクジェットでもよく、ピエゾ素子等を利用するアクチュエータによって振動板を振動してインクを吐出する、いわゆるピエゾタイプのインクジェットでもよく、静電気を利用するＭＥＭＳ(Micro Electronic Mechanical System)によって振動板を振動してインクを吐出する、いわゆる静電タイプのインクジェットでもよい。
また、基板面に対して垂直方向にインクを吐出するトップシュータ型（フェイスインクジェット）であってもよく、基板面に対して平行方向にインクを吐出するサイドシュータ型（エッジインクジェット）であってもよい。
さらに、記録ヘッド１２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（黒）のインクを吐出するカラーの記録ヘッドでも、例えばＫインクのみを吐出するモノクロの記録ヘッドでもよい。また、Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫの各インクを吐出するモノクロの記録ヘッドなど、記録チャンネルの配列方向と直交する方向に複数の記録ヘッドを配置した構成のヘッドにおいて、少なくとも１つの記録ヘッドに本発明を利用してもよい。さらに、短尺な記録ヘッド（短尺ヘッド）を、直線状や千鳥格子状等に配列して長尺化した記録ヘッドにおいて、全体もしくは各短尺ヘッド毎に本発明を利用してもよい。
以下の説明では、図面および説明を簡略化して、本発明の特徴をより明瞭にするために、一例として、モノクロの記録ヘッドで説明する。
【００２６】
このようなヘッドユニット１４は、ドラム１６の軸線方向に延在するガイドバー１８によって、この軸線方向に移動自在に支持されており、かつ、図示しない移動手段によって、矢印ｙ方向（以下、副走査方向とする）に移動される。
なお、ヘッドユニット１４（すなわち記録ヘッド１２）の移動方法には、限定はなく、ネジ伝動、プーリ等を用いるベルト伝動、ラックアンドピニオン等のギア等を用いる方法等、目的とする移動精度を達成できるものであれば、各種の方法が利用可能である。
【００２７】
また、ドラム１６も、ドラムスキャナに用いられる通常のドラムであり、公知の方法で（外）側面に受像媒体Ｐを保持して、中心軸１６ａを中心に回転する円筒である。
なお、本発明において、ドラムは図示例のようなアウタードラムに限定はされず、内側面に受像媒体Ｐ（記録媒体）を保持する、いわゆる、インナードラムであってもよい。
【００２８】
図２に、記録ヘッド１２の一例の表面（インク吐出面）の概念図を示す。
図示例の記録ヘッド１２は、６００ｄｐｉの画像記録を行うもので、記録チャンネル２２ａ〜記録チャンネル２２ｅの５つの記録チャンネル（ノズル）２２を、１５０ｅｐｉ（ejection per inch)の解像度（記録ヘッド１２の物理解像度）で有する。さらに、記録ヘッド１２は、記録チャンネルの配列の延長線上に、記録チャンネル２２のチャンネルピッチ（以下、これを１pitch とする）だけ離れて、５つの予備チャンネル２４（２４ａ〜２４ｅ）を記録解像度と同じ６００ｅｐｉで有する。前述のように記録ヘッド１２は、この予備チャンネル２４を有する以外は、基本的に、公知のインクジェットの記録ヘッドである。予備チャンネル２４については、後に詳述する。
【００２９】
まず、この記録ヘッド１２によるインターリーブ記録に付いて説明する。
前述のように、図示例のプリンタ１０は、マルチチャンネルの記録ヘッド１２を用い、ドラムスキャナによるヘリカルスキャンでインターリーブ記録を行って、解像度が１５０ｅｐｉの記録ヘッド１２によって、これよりも高解像度の６００ｄｐｉの画像記録を行う。
【００３０】
ここで、このようなインターリーブ記録においては、前述のように、記録チャンネル２２のチャンネルピッチに対する、ドラム１６の１回転当たりの記録ヘッド１２の移動量の比を移動ピッチｐ（ｐ＝［ドラムの１回転当たりの記録ヘッド移動量］／［１pitch ］）、記録ヘッド１２の解像度に対する記録解像度の比を解像度倍率Ｎ（Ｎ＝［記録解像度］／［物理解像度］）、記録ヘッド１２が有する記録チャンネル２２の数をチャンネル数Ｍ、任意の整数をＸとした際に、ＮおよびＭは整数であり、かつ、下記式（１）および（２）を満たすように、
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２）
記録ヘッド１２の物理解像度やチャンネル数Ｍ、移動ピッチｐを設定することにより、各記録チャンネル２２間を均一に埋めるように画像記録を行って、偏り無く適正に解像度を向上したインターリーブ記録を行うことができる。
【００３１】
図示例においては、５つの記録チャンネル２２を１５０ｅｐｉで有する記録ヘッド１２によって、６００ｄｐｉの画像記録を行う。すなわち、チャンネル数Ｍは５、解像度倍率Ｎは４である。また、移動ピッチｐを１．２５、すなわち図３に概念的に示すように、ドラム１６が一回転（矢印Ｒ）する間に、記録チャンネル２２のチャンネルピッチ（以下、これを１pitch とする）の１．２５倍（１．２５pitch)、記録ヘッド１２を移動する。従って、この場合には、Ｘ＝１とすることにより、上記式（１）および式（２）が満たされる。言い換えれば、上記式を満たす「１」という整数が存在する（このインターリーブ記録は、前述の図７と同様）。
図２に示される例においては、このように上記条件を満たした上で、記録画像に応じて各記録チャンネル２２を駆動することにより、図２（Ｂ）に示されるように、ドラム１６の１回転目に、副走査方向（矢印ｙ方向）に１，５，９，１３，１７番目の画素を記録し、２回転目に同６，１０，１４，１８，２２番目の画素を記録し、３回転目に同１１，１５，１９，２３，２７番目の画素を記録し、４回転目に２０，２４，…と、副走査方向の１３番目の記録画素以降は、各記録チャンネル２２の間を均等に３つの記録画素で埋めて、記録ヘッド１２の解像度よりも高解像度な６００ｄｐｉの画像記録を行っている。
【００３２】
上記式において、Ｎは前記解像度倍率であるが、別の見方をすれば、インターリーブ記録における繰り返し周期（隣の記録チャンネルに至るまでの記録回数）を示している。従って、適正な記録を行うためには、ドラム２２がＮ回転したら（すなわち、Ｎ＋１回転目の開始時には）、最上流の記録チャンネル（図示例では２２ａ）が、その周期の記録開始当初の最下流の記録チャンネル（同２２ｅ）から１pitch 下流に位置している必要がある。
また、記録画素を副走査方向（記録チャンネルの配列方向）に適正な間隔で配列するためには、ドラム１６が１回転する間に、記録チャンネルの１pitch の整数倍＋記録解像度の１画素分だけ、記録ヘッド１２が移動する必要がある。
このような条件を満たすのが，上記式を満たす場合であって、移動ピッチｐ、チャンネル数Ｍ、および解像度倍率Ｎの各種の組み合わせにおいて、上記式において整数Ｘが存在する場合に、インターリーブ記録を行うことができる。
【００３３】
言い換えれば、予め決定された、目的とする記録解像度、記録ヘッドの物理解像度、記録チャンネル数等に応じて、上記式を満たすように、残りのパラメータを決定すればよい。
例えば、解像度が１５０ｅｐｉの記録ヘッドを用いて６００ｄｐｉの画像記録を行う場合に、チャンネル数Ｍが１７であれば、移動ピッチｐを４．２５とすればＸ＝４が存在するので、適正なインターリーブ記録を行うことができ、同Ｍ＝６１の場合にはｐ＝１５．２５（Ｘ＝１５）、同Ｍ＝６５の場合にはｐ＝１６．２５（Ｘ＝１６）とすれば、適正なインターリーブ記録を行うことができる。また、解像度が１５０ｅｐｉの記録ヘッドを用いて３００ｄｐｉの画像記録を行う場合には、チャンネル数Ｍ＝１１、移動ピッチｐ＝５．５とすれば、Ｘ＝５が存在するので、適正なインターリーブ記録を行うことができる。
【００３４】
ここで、本発明の記録ヘッド１２は、記録チャンネル配列の延長線上で、かつ、記録チャンネル２２（最も外側の記録チャンネル２２ａ）と１pitch 離れた位置に、記録解像度と同じ解像度（６００ｅｐｉ）で、５つの予備チャンネル２４（２４ａ〜２４ｅ）を、記録チャンネルの数と同数の５つ有する。なお、本発明において、予備チャンネル２４は、記録チャンネル２２と同数には限定されず、同数以上であってもよい。
本発明の記録ヘッド１２においては、このような予備チャンネル２４を有することにより、記録チャンネル２２の故障チャンネルが発生しても、これを補償して、生産性を落とさずに６００ｄｐｉの画像記録を行うことができる。
以下、図２（Ｂ）を参照して、詳細に説明する。
【００３５】
図２に示される例において、仮に、斜線を入れた記録チャンネル２２ｂが故障チャンネルであったとする（以下、故障チャンネル２２ｂとする）。
前述のように、ドラム１６の１回転目には、記録ヘッド１２の各記録チャンネル２２が、副走査方向（矢印ｙ方向）に１，５，９，１３，１７番目の画素を記録する。しかしながら、本例においては、故障チャンネル２２ｂが有るので、５番目の画素が記録されない。同様に、ドラム１６の２回転目には、故障チャンネル２２ｂ以外の６，１４，１８，２２番目の画素を記録し、３回転目には同１１，１９，２３，２７番目の画素を記録する。
【００３６】
ここで、図２（Ｂ）に示されるように、ドラム１６の３回転目には、予備チャンネル２４ｃ（黒塗り）が、１回転目の故障チャンネル２２ｂと副走査方向に同位置の５番目の画素に位置する。従って、１回転目に故障チャンネル２２ｂが記録すべき画像を、３回転目に予備チャンネル２４ｃが記録することにより、故障チャンネル２２ｂを補償できる。
以下、同様に、４回転目には、故障チャンネル２２ｂが２回転目に記録すべき１０番目の画素に予備チャンネル２４ｃが位置し、５回転目には、故障チャンネル２２ｂが３回転目に記録すべき１５番目の画素に予備チャンネル２４ｃが位置する。
すなわち、本例においては、２周遅れで、故障チャンネル２２ｂが記録すべき画素の位置に、予備チャンネル２４ｃが位置し、故障チャンネル２２ｂを予備チャンネル２４ｃで補償できる。
【００３７】
同様に、記録チャンネル２２ａが故障チャンネルである場合には、１周遅れで予備チャンネル２４ｄが同じ画素に位置し、記録チャンネル２２ｃが故障チャンネルである場合には３周遅れで予備チャンネル２４ｂが同じ画素に位置し、記録チャンネル２２ｄが故障チャンネルである場合には４周遅れで予備チャンネル２４ａが同じ画素に位置し、さらに、記録チャンネル２２ｅが故障チャンネルである場合には４周遅れで予備チャンネル２４ｅが同じ画素に位置し、それぞれ、故障チャンネルを補償することができる。
【００３８】
図４に、このような予備チャンネルを有する本発明の記録ヘッドおよび画像記録方法の別の例を示す。
図４に示される例は、先と同様に、１５０ｅｐｉの記録ヘッドで６００ｄｐｉの記録を行うものであるが、記録ヘッドの記録チャンネル数Ｍは９、移動ピッチｐは２．２５である（Ｘ＝２）。また、図示例においては、記録チャンネルの配列の延長線上に、記録チャンネルと１pitch 離れた位置に、記録画像と同解像度の６００ｅｐｉの予備チャンネル２８が、記録ヘッドの記録チャンネル数と同数の９個配列される。
【００３９】
図４に示されるように、本例においても、上記式（１）および式（２）を満たすことにより、各記録チャンネル（白丸）の間を３つの記録画素で埋めて、適切なインターリーブ記録を行うことができる。また、例えば、図中斜線で示す左から４番目の記録チャンネルであれば、図中右から３番目の予備チャンネルで２週遅れで補償できる等、何れの記録チャンネルも、いずれかの予備チャンネル２８で補償することができ、従って、故障チャンネルが発生しても、白抜け等のスジむらを生じることなく、６００ｄｐｉの画像記録を行うことができる。
【００４０】
すなわち、記録チャンネル配列の延長上の、記録チャンネルとチャンネルピッチの整数倍離れた位置に、記録チャンネルと少なくとも同数の、記録解像度と同じ解像度の予備チャンネルを有する本発明によれば、故障チャンネルを知見して、これに対応する予備チャンネルを決定して補償することにより、使用中に記録チャンネル２２のいずれかに損傷等が発生しても、故障チャンネルを補償した所定解像度の画像記録を、故障チャンネル発生前と同じ生産性で行うことができる。また、製造時に欠陥チャンネルが生じても、同様に、これを補償できるので、生産歩留りも向上できる。
しかも、記録チャンネル２２に対応する予備チャンネル、および、その周回遅れ数は、記録ヘッドの記録チャンネル数や予備チャンネルの位置（記録チャンネルとの離間ピッチ数）に応じて、一義的に決まるので、故障チャンネルさえ知見できれば、直ちに対応することができ、休止時間も最小限で済む。
【００４１】
本発明において、予備チャンネル２４の位置は、図示例のように、記録チャンネル２２のチャンネルピッチ（１pitch ）離れているものに限定はされない。すなわち、予備チャンネルは、記録チャンネル数と同数で、かつ、記録画像と同解像度であれば、２pitch や３pitch 等、記録チャンネルのチャンネルピッチの整数倍、記録チャンネル（その、最も外側のチャンネル）と離れていればよい。
なお、同様の故障チャンネルの補償は、予備チャンネルを記録解像度分だけ記録チャンネルと離して配置しても可能であるが、この場合には、記録チャンネルと予備チャンネルとのクロストークが生じる場合があり、好ましくない。
【００４２】
ところで、以上の例において、複数の故障チャンネルが発生して、それに対応する予備チャンネルが隣り合わせている場合には、予備チャンネルによる画像記録の際にクロストークが発生し、それに起因して、画質が低下してしまう場合がある。
例えば、図２に示される例において、記録チャンネル２２ｂに加え、記録チャンネル２２ｃも故障チャンネルであった場合には、対応するのは、予備チャンネル２４ｃおよび予備チャンネル２４ｂの、６００ｄｐｉで隣合わせるチャンネルになってしまう。この場合には、吐出するインク（液滴）のサイズ等に応じて、定着前にインクが混ざり合ってしまう場合がある。また、マルチビームの露光ヘッドであれば、通常、コヒーレント光を利用するので、両者が干渉してしまう場合もある。
【００４３】
このような不都合を無くすために、図５（Ａ）および（Ｂ）に示される記録ヘッド１２ａのように、記録チャンネル２２の両側に予備チャンネル２４を形成してもよい。
前述のように、左側の予備チャンネル２４であれば、記録チャンネル２２ａには予備チャンネル２４ｄが、記録チャンネル２２ｂには予備チャンネル２４ｃが、記録チャンネル２２ｃには予備チャンネル２４ｂが、記録チャンネル２２ｄには予備チャンネル２４ａが、さらに、記録チャンネル２２ｅには予備チャンネル２４ｅが、それぞれ対応し、補償できる。
また、この記録ヘッド１２ａは、さらに右側にも予備チャンネル２４を有し、図５に示されるように、記録チャンネル２２ａには予備チャンネル２４ｆが、記録チャンネル２２ｂには予備チャンネル２４ｊが、記録チャンネル２２ｃには予備チャンネル２４ｉが、記録チャンネル２２ｄには予備チャンネル２４ｈが、さらに、記録チャンネル２２ｅには予備チャンネル２４ｇが、それぞれ対応し、補償できる。
【００４４】
従って、これによれば、例えば、前述のように記録チャンネル２２ｂ（密な斜線）および記録チャンネル２２ｃ（粗な斜線）が故障チャンネルであっても、記録チャンネル２２ｂには先と同様に予備チャンネル２４ｃ（黒塗り）を対応させ、記録チャンネル２２ｃには予備チャンネル２４ｉ（黒塗り）を対応させることで、隣り合わせる予備チャンネル２４を使用しないようにすることができる。
すなわち、記録チャンネルの両側に予備チャンネルを配置することにより、複数の故障チャンネルが発生しても、対応する予備チャンネルを左右に割り振って、隣り合わせる予備チャンネルを使用しないようにすることができ、記録解像度で配置される予備チャンネル同士のクロストークを防止し、適正な画像記録を安定して行うことができる。
【００４５】
以下、図１および図２に示されるプリンタ１０の作用を説明することにより、本発明に付いて、より詳細に説明する。
プリンタ１０においては、予め、設定手段２０に故障チャンネルの情報が入力されている。図示例においては、一例として、先と同様に記録チャンネル２２ｂが故障チャンネルであり、その情報が設定手段２０に入力されている。
これに応じて、設定手段２０は、記録チャンネル２２ｂに対応して、予備チャンネル２４ｃおよび２周の周回遅れ数を設定する。なお、各記録チャンネル２２に対応する予備チャンネル２４、および、その周回遅れ数は、前述のように一義的に決まるので、テーブル化して設定手段２０が持っていればよい。
【００４６】
本発明において、故障チャンネルの検出方法には、特に限定はなく、各種の方法が利用可能である。
例えば、キャリブレーションを行う際に、キャリブレーションチャートを解析して、白抜け等のスジむらを検出し、このスジむらに対応する記録チャンネルを検出する方法が例示される。また、キャリブレーションチャートではなく、故障チャンネル検出用にベタ画像を記録して、画像を解析して故障チャンネルを検出してもよい。また、インターリーブ記録を行わずに、１回転当たりの移動量を大きくしたヘリカルスキャンによって各記録チャンネルで螺旋を記録し、これを解析して故障チャンネルを検出する方法も好適である。
また、故障チャンネルは、オペレータや外部の検査装置が設定手段２０に入力するものでもよく、あるいは、プリンタにスキャナを搭載して前述のチャート等の画像読取を行い、プリンタ自身（例えば、設定手段２０）が画像を解析して故障チャンネルを決定してもよい。
【００４７】
以上のような設定の下、画像データは設定手段２０に供給される。
設定手段２０は、ドラム１６の回転数と、各周回における各記録チャンネル２２の副走査方向の位置とに応じて、供給された画像データの並び替えを行い、各記録チャンネル２２に振り分ける。さらに、故障チャンネルである記録チャンネル２２ｂの画像データを、記録チャンネル２２ｂに対する予備チャンネル２４ｃの周回遅れ数（２周）に応じて割り振るように、画素の並び替えを行い、並び替えた画像データをヘッドユニット１４（その記録制御部）に送る。
【００４８】
前述のように、ドラム１６は受像媒体Ｐを保持して回転すると共に、ヘッドユニット１４は、記録ヘッド１２の記録チャンネル配列方向と副走査方向（ドラム１６の軸線）とを一致して、所定の移動ピッチｐで副走査方向に移動する。
これにより、記録ヘッド１２によって、受像媒体Ｐがヘリカルスキャンされ、ヘッドユニット１４は、供給された画像データに応じて記録ヘッド１２の各記録チャンネル２２を変調駆動し、１５０ｅｐｉの記録ヘッド１２によって、インターリーブ記録による６００ｄｐｉの画像が記録される。
【００４９】
以上、本発明の記録ヘッド、画像記録方法および画像記録装置について、詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の変更および改良を行ってもよいのは、もちろんである。
【００５０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、マルチチャンネルの記録ヘッドを用いて、記録ヘッドの物理解像度以上の解像度の画像記録を行うインターリーブ記録において、故障チャンネルが発生しても、短い停止期間で、生産性を落とさずに、所定解像度の画像記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる画像記録装置の一例の概略斜視図である。
【図２】 （Ａ）は、本発明の記録ヘッドの一例の概念図、（Ｂ）は、この記録ヘッドによるインターリーブ記録を説明するための概念図である。
【図３】 図２における画像記録を説明するための概念図である。
【図４】 本発明の別の例を説明するための概念図である。
【図５】 （Ａ）は、本発明の記録ヘッドの別の例の概念図、（Ｂ）は、この記録ヘッドによるインターリーブ記録を説明するための概念図である。
【図６】 従来の記録方法の一例を説明するための概念図である。
【図７】 従来の記録方法の別の例を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１０ （インクジェット）プリンタ
１２ 記録ヘッド
１４ ヘッドユニット
１６ ドラム
１８ ガイドバー
２０ 設定手段
２２ 記録チャンネル
２４ 予備チャンネル
Claims (5)
- 一方向に配列された複数の記録チャンネルを有するマルチチャンネルの記録ヘッドであって、
前記記録ヘッドの物理解像度は、記録画像の解像度よりも低く、かつ、前記記録チャンネルの配列の延長線上に、前記記録チャンネルのチャンネルピッチの整数倍離れて配置される予備チャンネルを有し、さらに、この予備チャンネルは、前記記録チャンネルの内の故障チャンネルを補償するためのものであり、記録画像の解像度と同じ物理解像度で前記記録チャンネルと少なくとも同数配列されることを特徴とする記録ヘッド。 - 前記記録チャンネルの配列の両外側に前記予備チャンネルを有する請求項１に記載の記録ヘッド。
- 請求項１または２に記載の記録ヘッドを用いて画像を記録するに際し、
その側面に記録媒体を巻き付けてドラムを回転し、かつ、前記記録ヘッドの記録チャンネルの配列方向と前記ドラムの軸線方向とを一致させて、この軸線方向に前記記録ヘッドを移動しつつ、前記記録ヘッドの各記録チャンネルを記録画像に応じて変調駆動することにより、前記記録ヘッドの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うと共に、
前記記録チャンネルの故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定しておくと共に、記録時には、前記故障チャンネルの記録データを対応する予備チャンネルに割り振り、前記故障チャンネルに対する予備チャンネルの周回遅れ数に応じて、前記割り振った記録データで予備チャンネルを変調駆動することを特徴とする画像記録方法。 - 前記記録チャンネルのチャンネルピッチに対する前記ドラムが一回転する間における記録ヘッドの移動量の比をｐ、前記記録ヘッドの物理解像度に対する記録画像の解像度の比をＮ、前記記録ヘッドの記録チャンネル数をＭ、任意の整数をＸとした際に、ＮおよびＭは整数であり、かつ、下記式（１）および（２）を満たす請求項３に記載に画像記録方法。
ｐ＊Ｎ＝Ｍ 式（１）
ｐ＝Ｘ＋１／Ｎ 式（２） - 請求項１または２に記載の記録ヘッドと、
側面に記録材料を巻回して回転するドラムと、
前記記録ヘッドの記録チャンネルの配列方向と前記ドラムの軸線方向とを一致させて、前記記録ヘッドを前記ドラムの軸線方向に移動する移動手段と、
前記記録ヘッドの内の故障チャンネルの情報を取得し、故障チャンネルに対応する予備チャンネルを決定する手段と、
前記ドラムの回転および記録ヘッドの移動に応じて、前記記録ヘッドの各記録チャンネルを記録画像に応じて変調駆動することにより、前記記録チャンネルの物理解像度よりも高解像度の画像記録を行うと共に、前記故障チャンネルの記録データを対応する予備チャンネルに割り振り、この故障チャンネルに対する予備チャンネルの周回遅れ数に応じて、前記割り振った記録データに応じて予備チャンネルを変調駆動する手段とを有することを特徴とする画像記録装置。
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